全 文 ：FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY
食 品 科 技
2010年 第 35卷 第 7期
豆腐起源于我国，在人民日常膳食中占有十
分重要地位。大豆加工成豆腐后，由于蛋白质充
分变性，使人体对大豆蛋白质的吸收率大大提高，
研究表明整粒大豆的消化率为 65%，豆浆消化率
为 84.9%，而豆腐蛋白质的吸收率可提高到 92～
96%[1]。酸浆豆腐作为近来豆制品的一种新型豆腐，
其所使用的凝固剂“酸浆”是制作豆腐过程中加
压泻出的黄浆水在微生物发酵条件下而成的，通
常情况下 pH值在 3.0，其中起凝固蛋白作用的主
要是乳酸 [2]。酸浆豆腐特点是保水性好、质地细
收稿日期： 2009-11-23 *通讯作者
作者简介： 于章龙(1984—)，男，硕士研究生，研究方向为农产品加工与贮藏工程。
Study on high temperature damnification resistant pretectants of
culture selected from physalis tofu
YU Zhang-long, LIU Chu-yi, LI Yong-ge, ZHANG Hui, ZHANG Ze-jun, XUE Wen-tong*
(College of Food Science and Nutritional Engineering, China Agricultural
University, Beijing 100083)
Abstract: In order to improve the survival rate of spray drying bacilli, we study on high temperature
damnification resistant pretectants of culture selected from physalis tofu. This experiment studies from the
choice of pretectants, election of mixed factor pretectants and the best ratio of pretectants with orthogonal test.
The result showed that we can select the skimmed milk powder, glycerin, malt extract and dextrin as material
of mixed factor pretectants. Then glycerin, malt extract and dextrin are selected as pretectants added 4%
(volume fraction), 2% and 3%(concentration). The viable count can reach 107 when its heated in water 75 ℃，
30 min. So, these pretectants adapt well to the culture.
Key words: physalis tofu; damnification; protectant
于章龙， 刘楚怡， 李永歌， 张 惠， 张泽俊， 薛文通*
(中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京 100083)
摘要： 对从酸浆豆腐中提取的菌种进行抗高温损伤保护剂的研究，以提高喷雾干燥时菌种的存
活率。实验从菌种保护剂的选择，复配因子保护剂的筛选以及用正交实验探讨保护剂的最佳配
比 3方面进行研究。实验结果表明：选取脱脂奶粉、甘油、麦芽提取物和糊精进行复配因子保
护剂的筛选实验，经正交实验，最终选择甘油、麦芽提取物和糊精作为菌种保护剂，添加量分
别为 4%(体积分数)、2%和 3%(质量浓度)，经 75 ℃、30 min后菌落成活数可达 107。结果可见，
此种保护剂搭配对菌种抗高温保护效果较好。
关键词： 酸浆豆腐；损伤；保护剂
中图分类号： TS 201.3 文献标志码： A 文章编号： 1005-9989(2010)07-0005-04
酸浆豆腐中菌种抗高温损伤
保护剂的研究
生物工程
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腻、豆香味浓厚且略带甘甜，得到众多人的喜欢。
所以，从黄浆水中提取菌种进行喷雾干燥生产菌
粉，对工业化生产特别重要。为了最大程度提高
菌种的成活数和活力，本实验对喷雾干燥工艺进
行了优化，向其中添加一些抗湿热的保护剂从而
减轻热损伤，并为工业化生产提供了一定的理论
依据。
1 材料与方法
1.1 实验材料与仪器
优化番茄汁液体培养基：自制；菌落计数琼
脂培养基：北京奥博星生物技术有限责任公司；2
mol/L NaOH 溶液；2 mol/L HCl 溶液；脱脂奶粉：
黑龙江省完达山乳业股份有限公司；糊精、蔗糖、
葡萄糖、可溶性淀粉、麦芽提取物、谷氨酸钠、
甘油：分析纯。
PHS-3D pH计：上海三信仪表厂；AR2140电
子天平：奥豪斯国际贸易(上海)有限公司；洁净工
作台：北京冠鹏净化设备有限责任公司；HZQ-
X100 恒温振荡培养箱：太仓市试验设备厂；
LRH-150 生化培养箱：上海一恒科技有限公司；
101A-2型电热鼓风干燥箱：上海市试验仪器总厂；
YXQ-LS-50立式压力蒸气灭菌器：上海博迅实业
有限公司医疗设备厂；XMTD-6000电热恒温水浴
锅：北京市长风仪器仪表公司；组织捣碎机；漩
涡振荡仪。
1.2 实验方法
1.2.1 实验流程
保护剂的选择
↓
优化培养基→发酵培养→菌悬液→恒温加热
(75 ℃，30 min)→测活菌数
1.2.2 保护剂的选择 根据保护剂渗入细胞能力
不同，可将其分为 3类。(1)可以渗入细胞壁和细胞
膜的保护剂，如二甲基亚砜 [ 4 ]、甘油等，它们
可使细胞膜可塑性增强，从而抑制细胞过度脱水，
降低盐毒性，降低冷冻过程中细胞内水晶的形成；
(2)能渗入细胞壁，但不能渗入细胞膜的保护剂，
如低聚糖、氨基酸、小分子聚合物等，它们可使
细胞在加热前发生胞浆分离，形成一层缓存带，
从而为细胞膜提供了机械保护； (3)不能渗入细胞
壁或不能与细胞壁、细胞膜发生直接交互作用的
保护剂，如蛋白质、多糖类、高分子聚合物，它
们吸附于细胞表面形成黏滞层，组织细胞的脱水。
根据保护机理，本实验选择以下保护剂：甘油、
脱脂奶粉、葡萄糖、蔗糖、谷氨酸钠、可溶性淀
粉、麦芽提取物。
1.2.3 培养基的制备 番茄汁的制备：番茄→洗
净、切块→组织捣碎→过滤→离心(4500 r/min)→
收集上清液→密封→121 ℃灭菌 20 min，4 ℃冰箱
保存备用。
优化番茄汁液体培养基的制备[5]：取胰蛋白胨
10 g、酵母浸膏 10 g、番茄汁 200 mL、碳酸钙 3
g、黄浆汁 100 mL，然后添加蒸馏水至 1000 mL，
用 2 mol/L NaOH 溶液调 pH7.2，121 ℃灭菌 20
min，4 ℃冰箱保存备用。
1.2.4 发酵培养 在无菌条件下以 3%的接种量将
活化好的菌种接到添加保护剂的培养基中，120 r/
min，37 ℃下振荡培养 18～22 h。
1.2.5 单因素多水平实验 (1)选择甘油、脱脂奶
粉、葡萄糖、蔗糖、谷氨酸钠、可溶性淀粉、麦
芽提取物作为保护剂，各添加量见表 1。(2)恒温培
养后，测其菌落数。(3)然后将其放入 75 ℃恒温水
浴锅中加热 30 min，再测其或菌落数，并计算成
活率。
1.2.6 复配因子保护剂的筛选实验 为了考察各
因子之间是否存在协同效应，以及协同效应的大
小正负，将所筛选出的、保护效果较好的几种物
质按不同方式复合，进行实验。由单因素多水平
实验结果选出 A脱脂奶粉、B甘油、C麦芽提取
物、D糊精作为复配因子，实验设计如下见表 2。
其他实验步骤如 1.2.5。
1.2.7 保护剂添加优化正交实验 由复配因子筛
选实验结果可选出最佳组合，再通过正交实验选
出它们的最佳配比。
1.2.8 菌落计数及活菌率的计算 采用稀释平板
菌落计数法[6]进行菌落计数，如图 1。
活菌率(%)=加热后菌落数/加热前菌落数×100
2 结果与分析
2.1 单因子多水平对菌种抗湿热的保护效果
经上述实验步骤后，结果见表 1。
由表 1可知，保护剂种类不同对菌种抗湿热
10-6100 10-4
1 mL10 μL
0.2 mL 0.2 mL 0.2 mL
100 mL 100 mL
图 1 稀释平板菌落计数法
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保护效果也大不相同。加热前，对添加各保护剂
菌悬液的菌落数与不添加任何保护剂菌悬液的菌
落数进行比较，可知葡萄糖、脱脂奶粉对此菌的
生物相容性并不是很好，对菌种的生长起到一定
的副作用，而麦芽提取物和糊精可以促进此菌种
的生长繁殖，培养后可达到 1013，远远大于不添
加任何保护剂的菌落数，同时也表明这两种保护
剂对此菌的生物相容性也比较好。恒温加热后，
可以看出可溶性淀粉、蔗糖、谷氨酸钠 3 种保护
剂所对应的菌落成活数非常少，有的甚至全部死
掉，与空白组对照效果基本相同，而脱脂奶粉、
甘油、麦芽提取物和糊精所对应的或菌落数可达
到 106，再综合成活率因素，最终选择脱脂奶粉、
甘油、麦芽提取物和糊精进行复配因子保护剂的
筛选实验。
2.2 复配因子保护剂的筛选结果
按上述实验设计，经发酵培养和恒温加热后
得到以下实验结果。
由表 2可知，各因子之间并不都是呈正协同
效应。有的双因子或多因子的保护效果低于单因
子保护效果。加热前，与空白对照相比，大部分
添加方式的保护剂对菌种的生物相容性还是比较
好的，起到促进菌种生长的作用；加热后，空白
对照组和第 5、6、10、12、15组菌种基本全部死
掉，而第 14组活菌数能达到 107。多因子保护效
果好于单因子保护效果的原因，一方面可能是各
种保护剂单个作用的叠加，另一方面可能是不同
保护剂上的氢键或基团相互连接，形成更均匀致
密的网状结构增加了菌体的包埋量和与热接触的
表面积，从而提高了加热后的存活率，但第 15组
加热后的结果可能是由于这几种保护剂一起添加
时起到负协同效应，促使细胞全部死亡。经以上
综合分析，最终选取第 14组进行正交实验，选取
最佳配比。
2.3 正交法优化保护剂抗湿热效果实验
2.3.1 正交法设计保护实验模型 本实验选取甘
油、麦芽提取物和糊精 3 种保护剂进行正交优化
实验。正交实验因素和水平表如表 3及表 4。
2.3.2 最佳值求取 通过正交实验结果得出：各
因素对菌种成活率应影响大小顺序为甘油(A)＞糊精
(C)＞麦芽提取物(B)，即甘油添加量对菌种成活率影
响最大，相对空列来说，麦芽提取物影响最小。
本实验中 A、C为重要因素，根据实验的最好水平
选取为 A1C2B2。
表 1 保护剂单因素多水平抗湿热保护结果
保护剂 质量浓度/%
加热前菌落数/
(cfu/mL×1012)
加热后菌落数/
(cfu/mL×1012)
成活率/
(×10-7)
葡萄糖
2 0.31 - -
3 0.45 0.04 0.885
4 0.14 0.04 2.92
脱脂奶粉
2 0.9 0.48 5.33
3 0.63 5.8 92.1
4 0.62 0.3 4.84
甘油(体
积分数)
1 1.23 0.019 0.154
2 2.14 0.024 0.126
3 0.45 1.66 36.8
可溶性
淀粉
2 3.15 - -
3 3.46 - -
4 3.02 0.084 0.279
蔗糖
2 3.27 - --
3 2.90 0.168 0.579
4 2.52 - -
谷氨酸钠
2 2.20 - -
3 1.32 - -
4 1.89 - -
麦芽
提取物
2 12.6 3.12 2.48
3 13.0 1.55 1.19
4 10.3 2.52 2.45
糊精
2 1.62 0.41 2.53
4 1.89 3.23 17.1
6 12.0 - -
空白 0 2.33 0.002 0.086
表 2 复配因子保护剂筛选实验结果
加热前菌落
数(×1013)
加热后菌落数
(×106)
成活率
(×10-7)
0.63 5.80 9.21
0.45 1.66 3.68
1.26 3.12 2.48
0.189 3.23 17.1
1.01 - -
2.65 - -
3.78 0.33 0.0873
3.15 0.21 0.0667
2.45 10.7 4.37
2.77 - -
2.56 1.12 0.438
3.46 - -
2.80 0.97 0.346
2.33 12.3 5.28
1.89 - -
2.85 - -
实验
号 保护剂
1 A
2 B
3 C
4 D
5 A+B
6 A+C
7 A+D
8 B+C
9 B+D
10 C+D
11 A+B+C
12 A+B+D
13 A+C+D
14 B+C+D
15 A+B+C+D
16 空白
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3 结论
本文通过单因素多水平实验、复配因子保护
剂筛选试验和正交优化实验，最终选择甘油、糊
精和麦芽提取物最为此菌液的抗湿热损伤保护剂，
最佳添加量分别为添加量分别为 4%(体积分数)、
3%和 2%(质量浓度)。添加保护剂后菌液加热前菌
落数可达 1013，加热后依然可达到 107，经实验验
证此种保护剂配合能起到较好的抗湿热效果。
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表 3 正交实验因素和水平表
水平
因素
甘油/% A* 麦芽提取物/ % B 糊精/% C
1 4 4 2
2 2 2 3
3 3 6 4
注：﹡为体积浓度。
表 4 正交实验结果分析
实验号
因素 成活率/
(×10-7)A 空列 B C
1 1 1 1 1 2.01
2 1 2 2 2 27.7
3 1 3 3 3 1.17
4 2 1 2 3 0
5 2 2 3 1 1.04
6 2 3 1 2 3.04
7 3 1 3 2 0
8 3 2 1 3 0.59
9 3 3 2 1 0
K1 30.88 2.01 5.64 3.05
K2 4.08 29.33 27.7 30.74
K3 0.59 4.21 2.21 1.76
R 30.29 27.32 25.49 28.98
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